En sommer går under jorda

Sommervarmen lagres i stein og vann. Når kulda setter inn, hentes den opp igjen. Grunn geovarme er lønnsom på Gardermoen og mange andre steder.

Publisert
Driftstekniker Vidar Sydtangen ved en av energibrønnene på Gardermoen flyplass (Foto: Arnfinn Christensen)
Driftstekniker Vidar Sydtangen ved en av energibrønnene på Gardermoen flyplass (Foto: Arnfinn Christensen)

Geoenergi


Forskning.no tar i denne serien for seg hvordan varmen fra jordas indre kan brukes som en energikilde.

Geoenergi deles inn i to hovedtyper

Grunn geoenergi fører varmt vann fra kjøleanlegg om sommeren noen hundre meter ned i bakken, og henter varmen opp igjen om vinteren.

Den dype, som fortsatt er på forsøksstadiet de fleste steder, henter varme som dannes i fjellet, fra jordas indre eller naturlig radioaktivitet på flere kilometers dybde.
 

Jeg går gjennom gult gress. Et SAS-fly skyter fart noen hundre meter unna. Tar sats fra rullebanen, og borer nesa inn i det lave skydekket over Gardermoen.

Det er hustrig. Driftstekniker Vidar Sydtangen vil vise meg noe. Han drar til side et helt vanlig kumlokk. Jeg kikker ned. Men her er verken rotter eller kloakk.

Det runde betongrommet er rent og ryddig. Noen stålrør, ledninger, kraner.

Dette er en av ni brønner. Rørene går 35 meter ned, til grunnvannet. Det holder lun badetemperatur, rundt tretti grader. Varmen fra en sommer, som venter på en vinter.

Når frosten hogger tak, blir det varme vannet pumpet opp igjen. Sirkulerer gjennom gulv og vegger. Luner terminalen, hotellet og konferansesenteret. Smelter snø på oppstillingsplassene for fly.

En av de ni varme brønnene ved rullebane 01R på Gardermoen flyplass. (Foto: Arnfinn Christensen)
En av de ni varme brønnene ved rullebane 01R på Gardermoen flyplass. (Foto: Arnfinn Christensen)

Vinter som lagervare

Sydtangen peker. Bak en jordvoll ligger ni brønner til. Når grunnvannet har gitt fra seg varmen, pumpes det tilbake nedi der.

Men disse ni brønnene er ikke bare en dumpeplass for kaldt vann. Kulda er nemlig en like verdifull lagervare som varmen.

Et halvt år seinere, når heten dirrer over rullebanen og sola steiker gjennom glassveggene, kjøres anlegget i revers. Da hentes svalende vinter opp fra bakken, og varmen pumpes ned.

Tarmslyng av metall

- Det er forskjellen i temperatur mellom varm og kald brønnrekke vi utnytter, forklarer Sydtangen mens vi kjører mot energisentralen.

Den ligger fem hundre meter sør for terminalbygningen. Sydtangen låser oss inn.

Gardermoen er som en stor organisme. Hvis tårnet er hjernen, og terminalen er armer og bein, så er energisentralen innvollene.

Det romler og hviner. For besøkende ser det ut som en tarmslyng av metall. Men dataskjermen til Sydtangen beroliger: Systemet er friskt. Her fordøyes varmen og kulda som suges opp fra bakken.

Full kontroll

Driftstekniker Vidar Sydtangen i energisentralen på Gardermoen (Foto: Arnfinn Christensen)
Driftstekniker Vidar Sydtangen i energisentralen på Gardermoen (Foto: Arnfinn Christensen)

Sydtangen forklarer hvorfor alle rørene og metalltankene er nødvendige. Det gjelder å ha full kontroll på temperaturen.

Virkemidlene er varmevekslere og varmepumper. Varmevekslerne overføres varmen mellom forskjellige kretsløp av vann eller andre væsker.

Varmepumpene virker som varme- og kuldeforsterkere: Varmt vann blir varmere når pumper øker trykket, og kaldt vann blir kaldere når reduksjonsventiler senker trykket.

Til sammen sikrer varmevekslere og varmepumper at energien fra bakken utnyttes maksimalt.

Men noen ganger trengs mer energi enn bakken kan gi. Da må Sydtangen spe på med oljefyr og elektrokjel, eller varme fra pelletsovner i Hafslunds fjernvarmeanlegg en kilometer lengre sør.

Grunnvarmeanlegget på Gardermoen har vært i drift siden den nye hovedflyplassen åpnet i 1998. Bare anlegget til Akershus universitetssykehus i Lørenskog er like stort i Norge.

Villnis

Men geovarmeanlegg er en vekstnæring. Stadig flere rør med kaldt og varmt vann skyter grener ned i bakken. En underskog av mindre, private anlegg er i ferd med å bli et ugjennomtrengelig villnis, blant annet i deler av Oslo vest og sør for Bergen sentrum.

- Dels kommer de så tett at de stjeler varme fra hverandre, dels lager de problemer for anleggsarbeider, forteller Kirsti Midttømme fra Christian Michelsen Research.

- Ett eksempel er fra byggingen av den nye vannledningen mellom Oslo og Bærum. Da ble noen mindre geovarmeanlegg langs ledningen berørt, forteller Midttømme.

Geovarme har blitt den tredje største fornybare energikilden i Norge. Den er mindre enn biobrensel og vannkraft, men dobbelt så stor som vindkraft.

Strømsjokk

Strømprisene eksploderte i 2003, og har siden steget jevnere, med topper hver vinter. Kurven for utbygging av grunne geoenergianlegg følger strømprisene ganske tett. (Foto: (Figur: Statistisk sentralbyrå))
Strømprisene eksploderte i 2003, og har siden steget jevnere, med topper hver vinter. Kurven for utbygging av grunne geoenergianlegg følger strømprisene ganske tett. (Foto: (Figur: Statistisk sentralbyrå))

Norge topper veksten innen geovarme internasjonalt. Og det skyldes nok at vi mistet vår subsidierte uskyld som strømkunder på begynnelsen av 1990-tallet. Da ble energimarkedet sluppet løs.

I 2003 fikk Norge et strømsjokk. Kurven for strømpriser slo vilt til værs som en seismograf på Sumatra, og dro salget av varmepumper til geovarme etter seg.

- I 2003 kunne dessuten nordmenn kjøpe varmepumper med støtte fra Enova. Det dro nok også salget opp, supplerer Midttømme.

Så brutalt det enn kan virke, så viser varmepumpe-bonanzaen at nød gjør oppfinnsom. Nordmenn ble nøgne kvinder i blåfrosten fra et fritt energimarked. Dermed spant tankene om fornybare løsninger – blant dem geoenergi.

Størst er mest lønnsomt

Og den røde tråd er penger. Geoenergi lønner seg. Et større anlegg koster riktignok, men smaker også mye mer enn et mindre.

- Et stort anlegg kan betale seg i løpet av to til åtte år. Mindre, private anlegg trenger lengre tid, opp mot 15 år, sier Midttømme.

Likevel vokser salget av varmepumper til små geotermiske anlegg for eneboliger. Men også leiegårder kan ha glede av å lagre årstidene i bakken. Ett eksempel er Solsiden i Nydalen i Oslo.

Fra spikerverk til speakerverk

Utslippskanalen til Akerselva for spillvarme-vann i Nydalen, Oslo (Foto: Arnfinn Christensen)
Utslippskanalen til Akerselva for spillvarme-vann i Nydalen, Oslo (Foto: Arnfinn Christensen)

Nydalen i Oslo var ett av Oslos første industriområder. I dag er Nydalen hippe boliger og bedrifter. Fra ovnene på Spikerverktomta kommer ikke lenger glødende stål, men pizza.

Der billig strøm smeltet skrapjern, fyrer komikere av vitser, i programmet Torsdag kveld fra Nydalen. Spikerverket har blitt speakerverket.

Ut med tungindustrien, inn med høyteknologien, og ned med miljøteknologien. Nærmere bestemt 200 meter ned, i berggrunnen under Akerselva.

Energilager i berggrunnen

For også her i Nydalen har årstidene gått under jorda. Eiendomssjef Bjørn Nygård viser meg et foto fra anleggsperioden på begynnelsen av 2000-tallet.

Energibrønnene bores under byggearbeidene i Nydalen i 2003 (Foto: Bjørn Nygård, Avantor)
Energibrønnene bores under byggearbeidene i Nydalen i 2003 (Foto: Bjørn Nygård, Avantor)

Det ble boret 180 brønner. Men disse brønnene henter ikke opp grunnvann, som på Gardermoen. De danner vannsløyfer som overfører varmen til og fra fjellgrunnen.

- Da anlegget stod ferdig i 2004, var det størst i sitt slag i Europa, forteller Nygård. Vi går inn i garasjen under boligkomplekset. Han låser opp en blå metalldør til energisentralen.

Den har ikke de samme dimensjonene som på Gardermoen, men jeg kjenner igjen varmepumpene, samt oljefyr og elektrokjeler som gir temperaturen på varmtvannet en ekstra dytt når sprengkulda krever det.

Eiendomssjef i Avantor, Bjørn Nygård, ved en av varmepumpene i energisentralen i Nydalen (Foto: Arnfinn Christensen)
Eiendomssjef i Avantor, Bjørn Nygård, ved en av varmepumpene i energisentralen i Nydalen (Foto: Arnfinn Christensen)

Her, som på Gardermoen, blir varme fra kjøleanleggene ført ned i bakken om sommeren. Forskjellen er altså at her er det berggrunnen som lagrer varmeenergien, ikke grunnvannet.

Det berggrunnen ikke klarer å suge til seg, dumpes i Akerselva.

- Vi hever temperaturen litt lokalt, men noen hundre meter nedenfor er temperaturstigningen minimal, forteller Nygård. Fisken skal ikke være redd for å bli kokt med det første.

Om vinteren hentes sommervarmen opp igjen. Den forsterkes gjennom varmepumpene, slik at den luner leilighetene i Solsiden boligkompleks, næringsbyggene og Radisson-hotellet.

Vann eller fjell?

Både vann og fjell kan altså brukes til å lagre årstidene, slik at de kan komme til nytte et halvt år seinere. Hvilken metode er best?

Kirsti Midttømme (Foto: via Kirsti Midttømme)
Kirsti Midttømme (Foto: via Kirsti Midttømme)

- Det er mest effektivt å bruke grunnvannet, som på Gardermoen, sier Midttømme.

- Det varme og kalde vannet lagres direkte. Temperaturen må ikke overføres fra vann til fjell. Dermed kan anlegget klare seg med færre brønner, fortsetter hun.

Anleggene på Gardermoen og i Nydalen viser denne forskjellen tydelig. På vannbaserte Gardermoen er det 18 brønner. I bergtatte Nydalen er det ti ganger så mange, 180.

- På den andre siden sliter noen av de vannbaserte anleggene med driftsproblemer. Vannet kan fryse, og organisk grums kan stoppe igjen rørene, sier Midttømme.

- Anlegg som lagrer energien i fjell, krever mindre vedlikehold, understreker hun.

Vann i fjell

De aller fleste små, private anlegg er av denne typen. Men også fjellvarme krever at det er vann i berggrunnen.

- Blir grunnvannet borte, så vil lufta virke som en varmeisolator. Anlegget vil fungere mye dårligere, sier Midttømme.

Det var nettopp dette som stod i fare for å skje med noen mindre anlegg nær den nye vannledningen mellom Oslo og Bærum.

Fortetting

- Det er ingen krav om godkjenning av slike anlegg. Hvem som helst kan bore hvor som helst, forteller Midttømme.

- Deler av Norge kan snart være fortettet med borehull. Det bores anslagsvis ti tusen nye hull i året, sier Einar Østhassel. Han er seksjonssjef for ressurs og miljø i Maskinentreprenørenes forbund, MEF.

Det er deres medlemmer som borer brønnene, både for vann og geoenergi. Og det er medlemsbedriftene som ønsker et klarere regelverk, blant annet for å unngå mulige nabotvister og erstatningssaker.

Drill først, spør siden

For tett drilling kan ødelegge for et annet geoenergianlegg i nærheten (Illustrasjonsfoto: Arnfinn Christensen)
For tett drilling kan ødelegge for et annet geoenergianlegg i nærheten (Illustrasjonsfoto: Arnfinn Christensen)

- I dag gjelder bare en forskrift som sier at man skal rapportere til Norges geologiske undersøkelser (NGU)i etterkant, tre måneder etter boringen. Men da kan jo skaden være skjedd, sier Østhassel.

Han tror at energibrønner vil bli et større problem enn vannbrønner, fordi geoenergi bygges så raskt ut.

I dag anbefaler brønnborerne i MEF at det holdes minst 20 meters avstand mellom nabobrønner. De ønsker klarere regler og forhåndsgodkjenning, blant annet nedfelt i Plan- og bygningsloven.

- Videre har MEF gjennom en bredt sammensatt arbeidsgruppe tatt initiativ overfor Standard Norge for å lage en egen norsk standard for brønnboring, forteller Østhassel.

- Norges geologiske undersøkelse ønsker også at andre myndigheter utreder et klarere regelverk, bekrefter Bjørn Frengstad. Han er lagleder for blant annet brønndatabasen i NGU.

- Også kommunene har felles interesse med oss i å få kontroll med brønnboringen, sier Østhassel.

Fortsatt ingen søkerplikt

Våren 2010 sendte Nesodden kommune et brev til Kommunal- og regionaldepartementet hvor de ba om å få innføre en slik forhåndsgodkjenning.

Men i sommer gjorde departementet det klart at de ikke ser på etablering av drikkevanns- og energibrønner som store nok inngrep i landskapet til at de vil innføre en søkerplikt.

- Vi er uenige i dette. I verste fall kan tilbakeføring av kulde med varmepumper gi permafrost og setningsskader i bakken. Er ikke dette en form for terrengmessig inngrep? spør Østhassel.

- Terrenget strekker seg også nedover i grunnen. I byene blir undergrunnen benyttet mer og mer, i takt med at tomteprisene stiger, understreker Frengstad fra NGU.

Hvem eier varmen?

Utviklingen av geoenergi krever altså at også jussen går under jorda. Men jussen driller seg bare langsomt og omstendelig nedover i problemstillingene. Det juridiske kartet over undergrunnen stemmer ikke lenger med terrenget.

Lovverket og tinglysing av fast eiendom gir riktignok klare svar på spørsmålet: Hvem eier grunnen? Men det finnes foreløpig ingen lover som gir klare svar på et nytt, påtrengende spørsmål: Hvem eier varmen i grunnen?

Lenker:

Artikkel om geoenergianlegget på Gardermoen, fra SINTEF

Artikkel om geoenergianlegget i Nydalen, Oslo, fra SINTEF

Artikkel om geoenergi fra Norges geotekniske institutt (NGI)

Brosjyre om geoenergi fra Maskinentreprenørenes forbund (MEF)